KR101978391B1 - 신규 화합물, 근적외선 흡수제 및 이를 함유하는 합성수지 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 근적외선의 파장영역에 최대 흡수 파장을 가지면서, 더구나 가시광 영역의 흡수가 작고, 근적외선 흡수제로서 우수한 신규 붕소 화합물 및 이를 이용한 근적외선 흡수제 및 근적외선 흡수성 합성수지 조성물을 제공하는 것이며, 구체적으로는 하기 일반식(1)로 표시되는 붕소 화합물, 바람직하게는 하기 일반식(1)에 있어서의 R1∼R16이 수소 원자 또는 알킬기인 붕소 화합물 및 상기 붕소 화합물을 근적외선 흡수제로서 함유하는 근적외선 흡수성 합성수지 조성물을 제공하는 것이다.
상기 식 중, R1∼R16은 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 1∼20의 알킬기 등을 나타낸다.
상기 식 중, R1∼R16은 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 1∼20의 알킬기 등을 나타낸다.
Description
본 발명은 신규 붕소 화합물 및 그 용도에 관한 것으로, 상세하게는 근적외 영역에 흡수를 가지며, 근적외선 흡수제로서 레이저광을 이용한 정보기록 재료(예를 들면 광 카드, 유기광 도전체, 레이저 열전사 기록, 레이저 감열 기록, 레이저 다이렉트 제판 등), 근적외선 흡수능(또는 열선 흡수능)이 요구되는 기재(예를 들면 근적외선 흡수 필터, 플라즈마 디스플레이용 필터, 광학 필터, 박형 디스플레이용 광학 필터, 광반도체 소자용 광학 필터, 열선 차폐 필름, 열선 차폐 수지 유리, 보호 안경, 시크릿 잉크, 농업용 필름, 유리, 자동차 내외장재, 수지 성형체 등) 등에 유용한 신규 붕소 화합물에 관한 것이다. 또, 상기 화합물을 함유하는 합성수지 조성물에 관한 것이다.
최근, 근적외 영역에 흡수를 가지며, 레이저광을 이용한 정보기록 재료(예를 들면 광 카드, 유기광 도전체, 레이저 열전사 기록, 레이저 감열 기록, 레이저 다이렉트 제판 등), 근적외선 흡수능(또는 열선 흡수능)이 요구되는 기재(예를 들면 근적외선 흡수 필터, 플라즈마 디스플레이용 필터, 광학 필터, 박형 디스플레이용 광학 필터, 광반도체 소자용 광학 필터, 열선 차폐 필름, 열선 차폐 수지 유리, 보호 안경, 시크릿 잉크, 농업용 필름, 유리, 자동차 내외장재, 수지 성형체 등) 등에 유용한 근적외선 흡수 색소의 요구가 높아지고 있다.
근적외선 흡수 색소로는 시아닌계 색소, 폴리메틴계 색소, 스쿠아릴륨계 색소, 포르피린계 색소, 금속 디티올 착체계 색소, 프탈로시아닌계 색소, 디임모늄(diimonium)계 색소, 무기 산화물 입자 등이 사용되고 있다.
그러나, 이들 화합물의 근적외선 흡수능력은 만족할 만한 것이 아니며, 또 가시광선의 영역에 흡수 파장을 가지기 때문에 투명성이 필요로 되는 용도나 착색을 피하는 용도로는 사용할 수 없었다. 특히, 이들 근적외선 흡수 색소를 근적외선 흡수제로서 사용할 경우, 열가소성 수지 등의 합성수지와 조합해서 사용하는 경우가 많고, 그 경우, 수지와의 상용성에 문제가 있거나 가시광선의 영역에 흡수 파장을 가지는 것에 기인하여 수지의 투명성을 손상시키거나 착색의 문제가 있거나 혹은 그 외에도 수지의 물성을 손상시키는 경우가 많았다.
이 때문에, 근적외 영역에 최대 흡수 파장을 가지면서 가시광 영역의 흡수가 작은 화합물이 필요로 되고 있었다.
또, 환경에 대한 부하의 문제 혹은 정밀 전자재료 분야 등 용도에 따라 (중)금속 원소의 사용이 문제가 되는 경우도 있어, 금속 착체 이외의 근적외선 흡수제가 요망되고 있다.
한편, 비특허문헌 1에는 N 인디고 착체가 기재되어 있는데, 이는 β-디케토이미네이트(diketoiminate) 금속(팔라듐) 착체이며, 이로부터 본 발명의 지견을 얻을 수는 없다.
Chem. Commun, 2010, Vol.46, pp.6753-6755
따라서, 본 발명의 목적은 근적외선의 파장영역에 최대 흡수 파장을 가지면서, 더구나 가시광 영역의 흡수가 작고, 근적외선 흡수제로서 우수한 신규 붕소 화합물 및 이를 이용한 근적외선 흡수제를 제공하는 것에 있다. 또한 상기 근적외선 흡수제를 함유하는 근적외선 흡수성 합성수지 조성물을 제공하는 것에 있다.
본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 특정 구조를 가지는 신규 붕소 화합물이 근적외선의 파장영역에 최대 흡수 파장을 가지면서, 가시광 영역의 흡수가 작고, 근적외선 흡수제로서 우수한 것을 찾아내고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉 본 발명은, 하기 일반식(1)로 표시되는 붕소 화합물을 제공하는 것이다.
(식 중, R1∼R16은 서로 동일해도 되고 달라도 되며, 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 1∼20의 알킬기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 6∼20의 아릴기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 1∼20의 알콕시기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 6∼20의 아릴옥시기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 7∼20의 아릴알킬기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 5∼12의 시클로알킬기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 1∼20의 알킬티오기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 6∼20의 아릴티오기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 1∼20의 알킬아미노기, 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 6∼20의 아릴아미노기를 나타내고, R1∼R16으로 표시되는 기 중 이웃하는 2개의 기는, 연결해서 각각이 결합하는 탄소원자와 함께 5원환 또는 6원환을 형성해도 된다.)
또 본 발명은, 상기 붕소 화합물을 함유하는 근적외선 흡수제를 제공하는 것이다.
또 본 발명은, 상기 붕소 화합물을 함유하는 근적외선 흡수성 합성수지 조성물을 제공하는 것이다.
또 본 발명은, 근적외선 흡수성 합성수지 조성물로 이루어지는 근적외선 흡수재를 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 근적외선의 파장영역에 최대 흡수 파장을 가지면서, 더구나 가시광 영역의 흡수가 작고, 근적외선 흡수제로서 우수한 신규 붕소 화합물을 제공할 수 있다. 또, 상기 붕소 화합물을 함유하는 근적외선 흡수제 및 근적외선 흡수성 합성수지 조성물을 제공할 수 있다.
도 1은 실시예 1에서 합성한 본 발명의 신규 붕소 화합물인 화합물 No.1의 1H-NMR 차트를 나타낸다.
도 2는 실시예 1에서 합성한 본 발명의 신규 붕소 화합물인 화합물 No.1의 아세톤 용액의 흡수 스펙트럼을 나타낸다.
도 3은 실시예 2에서 제조한 본 발명의 근적외선 흡수성 합성수지 조성물을 이용한 근적외선 흡수재인 폴리카보네이트 근적외선 흡수 필름의 흡수 스펙트럼을 나타낸다.
도 2는 실시예 1에서 합성한 본 발명의 신규 붕소 화합물인 화합물 No.1의 아세톤 용액의 흡수 스펙트럼을 나타낸다.
도 3은 실시예 2에서 제조한 본 발명의 근적외선 흡수성 합성수지 조성물을 이용한 근적외선 흡수재인 폴리카보네이트 근적외선 흡수 필름의 흡수 스펙트럼을 나타낸다.
이하, 본 발명에 대해 바람직한 실시형태에 기초하여 상술한다.
우선, 본 발명의 신규 붕소 화합물에 대해 설명한다. 본 발명의 신규 붕소 화합물은 하기 일반식(1)로 표시된다.
(식 중, R1∼R16은 서로 동일해도 되고 달라도 되며, 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 1∼20의 알킬기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 6∼20의 아릴기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 1∼20의 알콕시기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 6∼20의 아릴옥시기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 7∼20의 아릴알킬기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 5∼12의 시클로알킬기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 1∼20의 알킬티오기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 6∼20의 아릴티오기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 1∼20의 알킬아미노기, 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 6∼20의 아릴아미노기를 나타내고, R1∼R16으로 표시되는 기 중 이웃하는 2개의 기는, 연결해서 각각이 결합하는 탄소원자와 함께 5원환 또는 6원환을 형성해도 된다.)
상기 일반식(1)에 있어서, R1∼R16으로 표시되는 할로겐 원자의 예를 들면, 불소, 염소, 브롬, 요오드 등을 들 수 있다.
상기 일반식(1)에 있어서, R1∼R16으로 표시되는 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 1∼20의 알킬기의 예를 들면, 비치환의 탄소원자수 1∼20의 알킬기로는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-아밀, 1,2-디메틸프로필, n-헥실, 시클로헥실, 1,3-디메틸부틸, 1-이소프로필프로필, 1,2-디메틸부틸, n-헵틸, 2-헵틸, 1,4-디메틸펜틸, tert-헵틸, 2-메틸-1-이소프로필프로필, 1-에틸-3-메틸부틸, n-옥틸, tert-옥틸, 2-에틸헥실, 2-메틸헥실, 2-프로필헥실, n-노닐, 이소노닐, n-데실, 이소데실, n-운데실, 이소운데실, n-도데실, 이소도데실, n-트리데실, 이소트리데실, n-테트라데실, 이소테트라데실, n-펜타데실, 이소펜타데실, n-헥사데실, 이소헥사데실, n-헵타데실, 이소헵타데실, n-옥타데실, 이소옥타데실, n-노나데실, 이소노나데실, n-이코실, 이소이코실 등을 들 수 있다. 치환기를 가지는 탄소원자수 1∼20의 알킬기로는 상기 알킬기가 후술하는 치환기에 의해 치환된 것을 들 수 있다.
또, 상기 일반식(1)에 있어서, R1∼R16으로 표시되는 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 1∼20의 알콕시기의 예를 들면, 상기 알킬기에 대응한 것을 들 수 있으며, 구체적으로는 비치환의 탄소원자수 1∼20의 알콕시기로는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, n-부톡시, 이소부톡시, sec-부톡시, tert-부톡시, n-펜틸옥시, 이소펜틸옥시, 네오펜틸옥시, 1,2-디메틸-프로폭시, n-헥실옥시, 시클로헥실옥시, 1,3-디메틸부톡시, 1-이소프로필프로폭시 등을 들 수 있다. 치환기를 가지는 탄소원자수 1∼20의 알콕시기로는 상기 알콕시기가 후술하는 치환기에 의해 치환된 것을 들 수 있다.
또, 상기 일반식(1)에 있어서, R1∼R16으로 표시되는 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 6∼20의 아릴기의 예를 들면, 비치환의 탄소원자수 6∼20의 아릴기로는 페닐, 나프틸, 안트라센-1-일, 페난트렌-1-일 등을 들 수 있다. 치환기를 가지는 탄소원자수 6∼20의 아릴기로는 상기 아릴기가 후술하는 치환기에 의해 치환된 것을 들 수 있다.
또, 상기 일반식(1)에 있어서, R1∼R16으로 표시되는 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 6∼20의 아릴옥시기의 예를 들면, 상기 아릴기에 대응한 것을 들 수 있고, 구체적으로는 비치환의 탄소원자수 6∼20의 아릴옥시기로는 페녹시, 나프톡시 등을 들 수 있다. 치환기를 가지는 탄소원자수 1∼20의 아릴옥시기로는 상기 아릴옥시기가 후술하는 치환기에 의해 치환된 것을 들 수 있다.
또, 상기 일반식(1)에 있어서, R1∼R16으로 표시되는 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 7∼20의 아릴알킬기의 예를 들면, 비치환의 탄소원자수 7∼20의 아릴알킬기로는 벤질, 페네틸, 2-페닐프로판-2-일, 스티릴, 신나밀, 디페닐메틸, 트리페닐메틸 등을 들 수 있다. 치환기를 가지는 탄소원자수 7∼20의 아릴알킬기로는 상기 아릴알킬기가 후술하는 치환기에 의해 치환된 것을 들 수 있다.
또, 상기 일반식(1)에 있어서, R1∼R16으로 표시되는 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 5∼12의 시클로알킬기의 예를 들면, 비치환의 탄소원자수 5∼12의 시클로알킬기로는 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로옥틸, 시클로도데실, 4-메틸시클로헥실 등을 들 수 있다. 치환기를 가지는 탄소원자수 5∼12의 시클로알킬기로는 상기 시클로알킬기가 후술하는 치환기에 의해 치환된 것을 들 수 있다.
또, 상기 일반식(1)에 있어서, R1∼R16으로 표시되는 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 1∼20의 알킬티오기의 예를 들면, 비치환의 탄소원자수 1∼20의 알킬티오기로는 메틸티오, 에틸티오, n-프로필티오, iso-프로필티오, n-부틸티오, iso-부틸티오, sec-부틸티오, t-부틸티오, n-펜틸티오, iso-펜틸티오, neo-펜틸티오, 1,2-디메틸-프로필티오, n-헥실티오, 시클로헥실티오, n-헵틸티오, 2-에틸헥실티오, n-옥틸티오, n-노닐티오 등을 들 수 있다. 치환기를 가지는 탄소원자수 1∼20의 알킬티오기로는 상기 알킬티오기가 후술하는 치환기에 의해 치환된 것을 들 수 있고, 구체적으로는 메톡시에틸티오, 에톡시에틸티오, 프로폭시에틸티오, 부톡시에틸티오, 아미노에틸티오, n-부틸아미노에틸티오, 벤질아미노에틸티오, 메틸카르보닐아미노에틸티오, 페닐카르보닐아미노에틸티오, 메틸술포닐아미노에틸티오, 페닐술포닐아미노에틸티오, 디메틸아미노에틸티오, 디에틸아미노에틸티오 등을 들 수 있다.
또, 상기 일반식(1)에 있어서, R1∼R16으로 표시되는 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 6∼20의 아릴티오기의 예를 들면, 비치환의 탄소원자수 6∼20의 아릴티오기로는 페닐티오, 나프틸티오 등을 들 수 있다. 치환기를 가지는 탄소원자수 6∼20의 아릴티오기로는 상기 아릴티오기가 후술하는 치환기에 의해 치환된 것을 들 수 있고, 구체적으로는 4-메틸페닐티오, 4-에틸페닐티오, 4-프로필페닐티오, 4-t-부틸페닐티오, 4-메톡시페닐티오, 4-에톡시페닐티오, 4-아미노페닐티오, 4-알킬아미노페닐티오, 4-디알킬아미노페닐티오, 4-페닐아미노페닐티오, 4-디페닐아미노페닐티오, 4-하이드록시페닐티오, 4-클로로페닐티오, 4-브로모페닐티오, 2-메틸페닐티오, 2-에틸페닐티오, 2-프로필페닐티오, 2-t-부틸페닐티오, 2-메톡시페닐티오, 2-에톡시페닐티오, 2-아미노페닐티오, 2-알킬아미노페닐티오, 2-디알킬아미노페닐티오, 2-페닐아미노페닐티오, 2-디페닐아미노페닐티오, 2-하이드록시페닐티오, 4-디메틸아미노페닐티오, 4-메틸아미노페닐티오, 4-메틸카르보닐아미노페닐티오, 4-페닐카르보닐아미노페닐티오, 4-메틸술포닐아미노페닐티오, 4-페닐술포닐아미노페닐티오 등을 들 수 있다.
또, 상기 일반식(1)에 있어서, R1∼R16으로 표시되는 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 1∼20의 알킬아미노기의 예를 들면, 비치환의 탄소원자수 1∼20의 알킬아미노기로는 메틸아미노, 에틸아미노, n-프로필아미노, iso-프로필아미노, 부틸아미노, 펜틸아미노, 디펜틸아미노, 헥실아미노, 헵틸아미노, 옥틸아미노, 2-에틸헥실아미노, 노닐아미노, 벤질아미노, 디메틸아미노, 디에틸아미노, 디n-프로필아미노, 디iso-프로필아미노, 디부틸아미노, 디펜틸아미노, 디헥실아미노, 디헵틸아미노, 디옥틸아미노, 디2-에틸헥실아미노, 디노닐아미노, 메틸에틸아미노 등을 들 수 있다. 치환기를 가지는 탄소원자수 1∼20의 알킬아미노기로는 상기 알킬아미노기가 후술하는 치환기에 의해 치환된 것을 들 수 있다.
또, 상기 일반식(1)에 있어서, R1∼R16으로 표시되는 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 6∼20의 아릴아미노기의 예를 들면, 비치환의 탄소원자수 6∼20의 아릴아미노기로는 페닐아미노, 나프틸아미노, 디페닐아미노 등을 들 수 있다. 치환기를 가지는 탄소원자수 6∼20의 아릴아미노기로는 상기 아릴아미노기가 후술하는 치환기에 의해 치환된 것을 들 수 있고, 구체적으로는 4-메틸페닐아미노, 4-메톡시페닐아미노, 하이드록시페닐아미노 등을 들 수 있다.
또, 상기 일반식(1)에 있어서, R1∼R16으로 표시되는 기 중 이웃하는 2개의 기는 연결해서 각각이 결합하는 탄소원자와 함께 5원환 또는 6원환을 형성해도 된다. 상기 5원환 또는 6원환은 치환기를 가지고 있어도 된다. 이러한 5원환으로는 시클로펜텐환, 시클로펜타디엔환, 이미다졸환, 티아졸환, 피라졸환, 옥사졸환, 이소옥사졸환, 티오펜환, 푸란환, 피롤환 등을 들 수 있고, 또 6원환으로는 시클로헥산환, 시클로헥센환, 시클로헥사디엔환, 벤젠환, 피리딘환, 피페라진환, 피페리딘환, 모르폴린환, 피라딘환, 피론환, 피롤리딘환 등을 들 수 있다.
또, 상기 일반식(1)에 있어서, R1∼R16으로 표시되는, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 1∼20의 알킬기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 1∼20의 알콕시기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 6∼20의 아릴기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 6∼20의 아릴옥시기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 7∼20의 아릴알킬기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 5∼12의 시클로알킬기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 1∼20의 알킬티오기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 1∼20의 알킬아미노기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소원자수 6∼20의 아릴아미노기, 상기 R1∼R16으로 표시되는 기 중 이웃하는 2개의 기가 연결해서 형성되는 치환기를 가지고 있어도 되는 5원환 또는 6원환의 상기 치환기로서는 이하의 것을 들 수 있다. 또한, R1∼R16이 상기의 탄소원자를 함유하는 기이고, 또한 그들의 기가 이하의 치환기 중에서도 탄소원자를 함유하는 치환기를 가지는 경우는, 상기 치환기를 포함시킨 R1∼R16 전체의 탄소원자 수가 규정된 범위를 만족하는 것으로 한다.
상기 치환기로는 예를 들면 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 시클로프로필, 부틸, sec-부틸, tert-부틸, 이소부틸, 아밀, 이소아밀, tert-아밀, 시클로펜틸, 헥실, 2-헥실, 3-헥실, 시클로헥실, 비시클로헥실, 1-메틸시클로헥실, 헵틸, 2-헵틸, 3-헵틸, 이소헵틸, tert-헵틸, n-옥틸, 이소옥틸, tert-옥틸, 2-에틸헥실, 노닐, 이소노닐, 데실 등의 알킬기;
메틸옥시, 에틸옥시, 프로필옥시, 이소프로필옥시, 부틸옥시, sec-부틸옥시, tert-부틸옥시, 이소부틸옥시, 아밀옥시, 이소아밀옥시, tert-아밀옥시, 헥실옥시, 시클로헥실옥시, 헵틸옥시, 이소헵틸옥시, tert-헵틸옥시, n-옥틸옥시, 이소옥틸옥시, tert-옥틸옥시, 2-에틸헥실옥시, 노닐옥시, 데실옥시 등의 알콕시기;
메틸티오, 에틸티오, 프로필티오, 이소프로필티오, 부틸티오, sec-부틸티오, tert-부틸티오, 이소부틸티오, 아밀티오, 이소아밀티오, tert-아밀티오, 헥실티오, 시클로헥실티오, 헵틸티오, 이소헵틸티오, tert-헵틸티오, n-옥틸티오, 이소옥틸티오, tert-옥틸티오, 2-에틸헥실티오 등의 알킬티오기;
비닐, 1-메틸에테닐, 2-메틸에테닐, 2-프로페닐, 1-메틸-3-프로페닐, 3-부테닐, 1-메틸-3-부테닐, 이소부테닐, 3-펜테닐, 4-헥세닐, 시클로헥세닐, 비시클로헥세닐, 헵테닐, 옥테닐, 데세닐, 펜타데세닐, 에이코세닐, 트리코세닐 등의 알케닐기;
벤질, 페네틸, 디페닐메틸, 트리페닐메틸, 스티릴, 신나밀 등의 아릴알킬기;
페닐, 나프틸 등의 아릴기;
페녹시, 나프틸옥시 등의 아릴옥시기;
페닐티오, 나프틸티오 등의 아릴티오기;
피리딜, 피리미딜, 피리다질, 피페리딜, 피라닐, 피라졸릴, 트리아질, 피롤릴, 퀴놀릴, 이소퀴놀릴, 이미다졸릴, 벤조이미다졸릴, 트리아졸릴, 푸릴, 푸라닐, 벤조푸라닐, 티에닐, 티오페닐, 벤조티오페닐, 티아디아졸릴, 티아졸릴, 벤조티아졸릴, 옥사졸릴, 벤조옥사졸릴, 이소티아졸릴, 이소옥사졸릴, 인돌릴, 2-피롤리디논-1-일, 2-피페리돈-1-일, 2,4-디옥시이미다졸리딘-3-일, 2,4-디옥시옥사졸리딘-3-일 등의 복소환기;
불소, 염소, 브롬, 요오드 등의 할로겐원자;
아세틸, 2-클로로아세틸, 프로피오닐, 옥타노일, 아크릴로일, 메타크릴로일, 페닐카르보닐(벤조일), 프탈로일, 4-트리플루오로메틸벤조일, 피발로일, 살리실로일(salicyloyl), 옥잘로일(oxaloyl), 스테아로일, 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐, t-부톡시카르보닐, n-옥타데실옥시카르보닐, 카르바모일 등의 아실기;
아세틸옥시, 벤조일옥시 등의 아실옥시기;
아미노, 에틸아미노, 디메틸아미노, 디에틸아미노, 부틸아미노, 시클로펜틸아미노, 2-에틸헥실아미노, 도데실아미노, 아닐리노, 클로로페닐아미노, 톨루이디노, 아니시디노, N-메틸-아닐리노, 디페닐아미노, 나프틸아미노, 2-피리딜아미노, 메톡시카르보닐아미노, 페녹시카르보닐아미노, 아세틸아미노, 벤조일아미노, 포르밀아미노, 피발로일아미노, 라우로일아미노, 카르바모일아미노, N,N-디메틸아미노카르보닐아미노, N,N-디에틸아미노카르보닐아미노, 모르폴리노카르보닐아미노, 메톡시카르보닐아미노, 에톡시카르보닐아미노, t-부톡시카르보닐아미노, n-옥타데실옥시카르보닐아미노, N-메틸-메톡시카르보닐아미노, 페녹시카르보닐아미노, 술파모일아미노, N,N-디메틸아미노술포닐아미노, 메틸술포닐아미노, 부틸술포닐아미노, 페닐술포닐아미노 등의 치환 아미노기;
술폰아미드기, 술포닐기, 카르복실기, 시아노기, 술포기, 수산기, 니트로기, 메르캅토기, 이미드기, 카르바모일기, 술폰아미드기 등을 들 수 있고,
이들의 기는 더 치환되어 있어도 된다. 또, 카르복실기 및 술포기는 염을 형성하고 있어도 된다.
상기 일반식(1)에 있어서의 R1∼R16으로는 근적외선 흡수능의 점에서 수소원자 또는 알킬기가 바람직하고, 수소원자 또는 메틸기가 보다 바람직하며, 수소원자가 가장 바람직하다.
본 발명의 상기 일반식(1)로 표시되는 신규 화합물의 구체예로는 하기의 화합물 No.1∼No.14를 들 수 있지만, 이들의 화합물에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 본 발명의 상기 일반식(1)로 표시되는 붕소 화합물의 합성 방법에 대해 설명한다.
먼저, 원료인 인디고 골격을 가지는 화합물로부터 중간체를 얻는 공정에 대해 설명한다. 본 공정에서는 용매 중, 인디고 골격을 가지는 화합물과 아닐린 골격을 가지는 화합물을 사염화 티탄과 1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄(DABCO)의 존재 하에서 반응시켜 중간체를 얻는다. 예를 들면, 인디고를 원료로 하고, 상기 화합물 No.1을 합성하기 위한 중간체-1을 합성하는 경우의 스킴은 하기 스킴 1과 같이 된다.
중간체를 얻는데 사용되는 반응 용매는 사염화 티탄과 DABCO를 불활성화시키지 않는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 인디고 골격을 가지는 화합물을 용해하는 것이 바람직하고, 구체예로는 방향족계 용매(톨루엔, 크실렌, 클로로벤젠, 니트로벤젠, 메시틸렌, p-시멘, 디클로로벤젠, 솔벤트나프타)나 지방족계 고비점 용매(데칸 등) 등을 들 수 있다. 바람직하게는 톨루엔, 크실렌, 클로로벤젠, 오르토디클로로벤젠, 메시틸렌 및 브로모벤젠이며, 보다 바람직하게는 브로모벤젠이다.
반응 온도는 특별히 한정되지 않지만, 원료인 인디고 골격을 가지는 화합물을 용해하는데 필요한 온도가 바람직하고, 사용한 용매를 환류시키는 온도로 반응시키는 것이 바람직하다. 이들의 점에서 100℃∼200℃의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 130℃∼180℃이다.
반응 시간은 특별히 한정되지 않으며, 반응의 진행을 HPLC나 TLC로 확인하여, 반응이 완결될 때까지 실시하면 된다. 반응 종료 후는 추출 처리나 정제 처리 등 후처리를 실시해도 된다.
사용하는 아닐린 골격을 가지는 화합물의 사용량은 인디고 골격을 가지는 화합물 1몰에 대해 2몰 이상 필요하며, 바람직하게는 3∼4몰이다.
또, 사용하는 사염화 티탄의 사용량은, 인디고 골격을 가지는 화합물 1몰에 대해 바람직하게는 2∼3몰이다.
또, 사용하는 DABCO의 사용량은 인디고 골격을 가지는 화합물 1몰에 대해 바람직하게는 8∼12몰이다.
다음으로, 중간체로부터 본 발명의 상기 일반식(1)로 표시되는 붕소 화합물을 얻는 공정에 대해 설명한다. 본 공정에서는, 용매 중 상기의 공정에서 얻어진 중간체를 보린산 에스테르 등의 붕소 화합물과 사염화 티탄 등의 루이스산의 존재하에 반응시켜서 본 발명의 붕소 화합물을 얻는다. 예를 들면, 상기 스킴 1에서 얻어진 중간체-1로부터 본 발명의 붕소 화합물인 화합물 No.1을 얻기 위한 스킴은 하기 스킴 2와 같이 된다.
중간체로부터 상기 일반식(1)로 표시되는 붕소 화합물을 얻는데 사용되는 반응 용매는, 사염화 티탄 등의 루이스산을 불활성화시키지 않는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 중간체를 용해하는 것이 바람직하고, 구체예로는 방향족계 용매(톨루엔, 크실렌, 클로로벤젠, 니트로벤젠, 메시틸렌, p-시멘, 디클로로벤젠, 솔벤트나프타)나 지방족계 고비점 용매(데칸 등) 등을 들 수 있다. 바람직하게는 톨루엔, 크실렌, 클로로벤젠, 오르토디클로로벤젠, 메시틸렌 및 브로모벤젠이며, 보다 바람직하게는 톨루엔이다.
반응 온도는 특별히 한정되지 않지만, 중간체를 용해하는데 필요한 온도가 바람직하고, 사용한 용매를 환류시키는 온도로 반응시키는 것이 바람직하다. 이들의 점에서 50℃∼170℃의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 70℃∼150℃이며, 더 바람직하게는 90℃∼130℃이다.
반응 시간은 특별히 한정되지 않으며, 반응의 진행을 HPLC나 TLC로 확인하여, 반응이 완결될 때까지 실시하면 된다. 반응 종료 후는 사용한 루이스산을 실활 시키는 처리 등의 후처리나 추출 처리, 정석(晶析) 등의 정제 처리를 실시해도 된다.
사용하는 붕소 화합물은 보린산 에스테르가 바람직하고, 디페닐보린산 2-아미노에틸이 특히 바람직하다. 사용하는 붕소 화합물의 사용량은 중간체 1몰에 대해 2몰 이상이며, 바람직하게는 2.0∼2.2몰이다.
사용하는 루이스산은 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 사염화 티탄, 염화 알루미늄, 염화 철, 염화 아연, 염화 주석, 3불화 붕소 및 이들의 브롬화물이고, 보다 바람직하게는 염화 티탄, 3불화 붕소 및 염화 알루미늄이며, 가장 바람직하게는 사염화 티탄이다. 사용하는 루이스산의 사용량은 중간체 1몰에 대해 바람직하게는 1∼4.4몰이다.
이상 설명한 본 발명의 상기 일반식(1)로 표시되는 붕소 화합물은, 근적외선영역에 흡수를 가지고, 또, 가시광 영역의 흡수가 적기 때문에 알맞게 근적외선 흡수제로서 사용할 수 있다.
상기 일반식(1)로 표시되는 붕소 화합물의 광흡수 특성은 특별히 한정되지 않지만, 근적외선 흡수제로서의 용도를 생각하면 700∼1050㎚, 특히 700∼1000㎚에 흡수 극대를 가지는 것이 바람직하다. 또, 파장 700∼1000㎚의 근적외선을 선택적으로 흡수하는 것이 바람직하다. 또, 가시광 영역의 흡수가 보다 적은 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명의 근적외선 흡수제, 근적외선 흡수성 합성수지 조성물 및 근적외선 흡수재에 대해 설명한다.
본 발명의 근적외선 흡수제는, 본 발명의 상기 일반식(1)로 표시되는 붕소 화합물을 함유하는 것이며, 본 발명의 상기 일반식(1)로 표시되는 붕소 화합물 그 자체이어도 되고, 본 발명의 근적외선 흡수성 합성수지 조성물에 사용할 수 있는 임의의 첨가제를 적절히 배합한 것이어도 되며, 본 발명의 붕소 화합물 이외의 성분은 특별히 한정되지 않는다.
본 발명의 근적외선 흡수제(본 발명의 상기 일반식(1)로 표시되는 붕소 화합물)은 가시광 영역의 흡수가 적고, 이를 합성수지에 사용해도 수지의 투명성을 손상하지 않고, 수지 본래의 색에 영향을 미치지 않기 때문에 근적외선 흡수성 합성수지 조성물로서 사용하는 것이 바람직하다. 또 내열성이 우수하기 때문에 열가소성 수지에 니딩형(kneading-type)의 근적외선 흡수제로서 배합한 근적외선 흡수성 열가소성 수지조성물로서 사용하는 것도 바람직하다.
본 발명의 근적외선 흡수제 중의 상기 일반식(1)로 표시되는 붕소 화합물의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 이들을 합성수지에 사용하는 경우, 후술하는 근적외선 흡수성 합성수지 조성물에 있어서의 상기 일반식(1)로 표시되는 붕소 화합물의 함유량의 범위가 되는 것이 바람직하다.
본 발명의 근적외선 흡수성 합성수지 조성물은, 합성수지에 본 발명의 근적외선 흡수제(상기 일반식(1)로 표시되는 붕소 화합물)를 함유시킨 것이다.
본 발명에 사용할 수 있는 합성수지로는 열가소성 수지, 열경화성 수지, 불소 수지, 실리콘 수지 등을 들 수 있다.
상기 열가소성 수지의 예로는 폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 직쇄 저밀도 폴리에틸렌, 가교 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리부텐-1, 폴리-3-메틸펜텐, 폴리-4-메틸펜텐 등의 α-올레핀 중합체 또는 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지 및 이들의 공중합체; 폴리염화 비닐, 폴리염화 비닐리덴, 염소화 폴리에틸렌, 염소화 폴리프로필렌, 폴리불화 비닐리덴, 염화 고무, 염화 비닐-아세트산 비닐 공중합체, 염화 비닐-에틸렌 공중합체, 염화 비닐-염화 비닐리덴공중합체, 염화 비닐-염화 비닐리덴-아세트산 비닐 삼원 공중합체, 염화 비닐-아크릴산 에스테르 공중합체, 염화 비닐-말레산 에스테르 공중합체, 염화 비닐-시클로헥실말레이미드 공중합체 등의 할로겐 함유 수지; 석유 수지, 쿠마론 수지, 폴리스티렌, 폴리아세트산 비닐, 아크릴 수지, 스티렌 및/또는 α-메틸스티렌과 다른 단량체 (예를 들면 무수 말레산, 페닐말레이미드, 메타크릴산 메틸, 부타디엔, 아크릴로니트릴 등)와의 공중합체(예를 들면 AS 수지, ABS 수지, ACS 수지, SBS 수지, MBS 수지, 내열 ABS 수지 등); 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리비닐알코올, 폴리비닐포르말, 폴리비닐부티랄; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트 등의 폴리알킬렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트 등의 폴리알킬렌나프탈레이트 등의 방향족 폴리에스테르 및 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트 등의 직쇄 폴리에스테르; 폴리하이드록시부티레이트, 폴리카프로락톤, 폴리부틸렌숙시네이트, 폴리에틸렌숙시네이트, 폴리락트산, 폴리사과산, 폴리글리콜산, 폴리디옥산, 폴리(2-옥세타논) 등의 분해성 지방족 폴리에스테르; 폴리페닐렌옥사이드, 폴리카프로락탐 및 폴리헥사메틸렌아디파미드 등의 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리카보네이트/ABS 수지, 분기 폴리카보네이트, 폴리아세탈, 폴리페닐렌설파이드, 폴리우레탄, 섬유소계 수지, 폴리이미드 수지 등의 열가소성 수지 및 이들의 블렌드물을 들 수 있다.
또한 열가소성 수지는 이소프렌 고무, 부타디엔 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합 고무, 스티렌-부타디엔 공중합 고무, 불소 고무, 실리콘 고무, 올레핀계 엘라스토머, 스티렌계 엘라스토머, 폴리에스테르계 엘라스토머, 니트릴계 엘라스토머, 나일론계 엘라스토머, 염화 비닐계 엘라스토머, 폴리아미드계 엘라스토머, 폴리우레탄계 엘라스토머 등의 엘라스토머이어도 된다.
상기 열경화성 수지의 예로는 페놀 수지, 우레아(urea) 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있다.
상기 불소 수지의 예로는 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리불화비닐리덴, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 폴리불화비닐, 퍼플루오로알콕시불소 수지, 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 실리콘 수지의 예로는 디메틸실리콘 수지, 메틸페닐실리콘 수지, 메틸비닐실리콘 수지, 에폭시 변성 실리콘 수지, 아크릴 변성 실리콘 수지 등을 들 수 있다.
합성수지의 예를 더 들면, 실리콘 고무 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리페닐렌에테르, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 액정 폴리머 등을 들 수 있다.
본 발명에서는 이들의 합성수지를 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상 사용해도 된다. 또 이들의 합성수지는 알로이(alloy)화되어 있어도 된다.
이들의 합성수지는 분자량, 중합도, 밀도, 연화점, 용매에 대한 불용분의 비율, 입체 규칙성의 정도, 촉매 잔사의 유무, 원료가 되는 모노머의 종류나 배합 비율, 중합 촉매의 종류(예를 들면 치글러(Ziegler) 촉매, 메탈로센 촉매 등) 등에 관계없이 사용할 수 있다.
상기 합성수지 중에서도 상기 일반식(1)로 표시되는 붕소 화합물의 상용성과 가공성의 점에서 열가소성 수지가 바람직하고, 열가소성 수지 중에서도 특히 투명성과 근적외선 흡수성으로부터 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트가 바람직하다.
본 발명의 근적외선 흡수성 합성수지 조성물 중, 상기 일반식(1)로 표시되는 붕소 화합물의 함유량은 상기 합성수지 100질량부에 대해 바람직하게는 0.001∼20질량부, 보다 바람직하게는 0.01∼10질량부, 가장 바람직하게는 0.1∼5질량부이다. 상기 일반식(1)로 표시되는 붕소 화합물의 함유량이 0.001질량부 미만이면, 충분한 근적외선 흡수능을 달성할 수 없게 될 가능성이 있고, 반대로 20질량부를 초과하면, 사용량에 걸맞는 효과가 얻어지지 않아 경제적이지 않은데다, 가시광 영역에서의 투명성이 손상될 가능성이 있다.
상기 일반식(1)로 표시되는 붕소 화합물의 합성수지에 대한 배합 방법은 통상적인 방법에 따르면 되며, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면 합성수지로서 열가소성 수지를 이용할 경우에는, 통상 열가소성 수지에 각종 첨가제를 배합하는 경우에 사용되고 있는 임의의 방법을 이용할 수 있으며, 예를 들면 롤 혼련(roll kneading), 범퍼 혼련, 압출기(extruder), 니더(kneader) 등에 의해 혼합, 니딩하여 배합하면 된다.
또 각종 용매 중에 상기 일반식(1)로 표시되는 붕소 화합물과 상기 합성수지를 용해 또는 분산하여 근적외선 흡수성 합성수지 조성물 용액을 배합해서 사용해도 된다.
본 발명의 근적외선 흡수성 합성수지 조성물에는 필요에 따라 페놀계 산화 방지제, 인계 산화 방지제, 티오에테르계 산화 방지제, 자외선 흡수제, 힌더드아민계 광안정제 등의 합성수지에 사용되는 첨가제를 배합하여 안정화해도 된다.
상기 페놀계 산화 방지제로는 예를 들면 2,6-디-tert-부틸-p-크레졸, 2,6-디페닐-4-옥타데실옥시페놀, 디스테아릴(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시벤질)포스포네이트, 1,6-헥사메틸렌비스[(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피온산 아미드], 4,4'-티오비스(6-tert-부틸-m-크레졸), 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-에틸-6-tert-부틸페놀), 4,4'-부틸리덴비스(6-tert-부틸-m-크레졸), 2,2'-에틸리덴비스(4,6-디-tert-부틸페놀), 2,2'-에틸리덴비스(4-제2부틸-6-tert-부틸페놀), 1,1,3-트리스(2-메틸-4-하이드록시-5-tert-부틸페닐)부탄, 1,3,5-트리스(2,6-디메틸-3-하이드록시-4-tert-부틸벤질)이소시아누레이트, 1,3,5-트리스(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시벤질)이소시아누레이트, 1,3,5-트리스(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시벤질)-2,4,6-트리메틸벤젠, 2-tert-부틸-4-메틸-6-(2-아크릴로일옥시-3-tert-부틸-5-메틸벤질)페놀, 스테아릴(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 테트라키스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피온산메틸]메탄, 티오디에틸렌글리콜비스[(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트], 1,6-헥사메틸렌비스[(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트], 비스[3,3-비스(4-하이드록시-3-tert-부틸페닐)부티릭 액시드]글리콜에스테르, 비스[2-tert-부틸-4-메틸-6-(2-하이드록시-3-tert-부틸-5-메틸벤질)페닐]테레프탈레이트, 1,3,5-트리스[(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오닐옥시에틸]이소시아누레이트, 3,9-비스[1,1-디메틸 -2-{(3-tert-부틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피오닐옥시}에틸]-2,4,8,10-테트라옥사스피로[5,5]운데칸, 트리에틸렌글리콜비스[(3-tert-부틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피오네이트] 등을 들 수 있다.
상기 페놀계 산화 방지제의 합유량은, 합성수지 100질량부에 대해 바람직하게는 0.001∼10질량부, 보다 바람직하게는 0.05∼5질량부이다.
상기 인계 산화 방지제로는 예를 들면 트리스노닐페닐포스파이트, 트리스[2-tert-부틸-4-(3-tert-부틸-4-하이드록시-5-메틸페닐티오)-5-메틸페닐]포스파이트, 트리데실포스파이트, 옥틸디페닐포스파이트, 디(데실)모노페닐포스파이트, 디(트리데실)펜타에리스리톨디포스파이트, 디(노닐페닐)펜타에리스리톨디포스파이트, 비스(2,4-디-tert-부틸페닐)펜타에리스리톨디포스파이트, 비스(2,6-디-tert-부틸-4-메틸페닐)펜타에리스리톨디포스파이트, 비스(2,4,6-트리-tert-부틸페닐)펜타에리스리톨디포스파이트, 비스(2,4-디쿠밀페닐)펜타에리스리톨디포스파이트, 테트라(트리데실)이소프로필리덴디페놀디포스파이트, 테트라(트리데실)-4,4'-n-부틸리덴비스(2-tert-부틸-5-메틸페놀)디포스파이트, 헥사(트리데실)-1,1,3-트리스(2-메틸-4-하이드록시-5-tert-부틸페닐)부탄트리포스파이트, 테트라키스(2,4-디-tert-부틸페닐)비페닐렌디포스포나이트, 9,10-디하이드로-9-옥사-10-포스파페난스렌-10-옥사이드, 2,2'-메틸렌비스(4,6-tert-부틸페닐)-2-에틸헥실포스파이트, 2,2'-메틸렌비스(4,6-tert-부틸페닐)-옥타데실포스파이트, 2,2'-에틸리덴비스(4,6-디-tert-부틸페닐)플루오로포스파이트, 트리스(2-[(2,4,8,10-테트라키스-tert-부틸디벤조[d,f][1,3,2]디옥사포스페핀-6-일)옥시]에틸)아민, 2-에틸-2-부틸프로필렌글리콜과 2,4,6-트리-tert-부틸페놀의 포스파이트 등을 들 수 있다.
상기 인계 산화 방지제의 함유량은, 합성수지 100질량부에 대해 바람직하게는 0.001∼10질량부, 보다 바람직하게는 0.05∼5질량부이다.
상기 티오에테르계 산화 방지제로는 예를 들면 티오디프로피온산 디라우릴, 티오디프로피온산 디미리스틸, 티오디프로피온산 디스테아릴 등의 디알킬티오디프로피오네이트류 및 펜타에리스리톨테트라(β-알킬메르캅토프로피온산 에스테르)류를 들 수 있다.
상기 티오에테르계 산화 방지제의 함유량은, 합성수지 100질량부에 대해 바람직하게는 0.001∼10질량부, 보다 바람직하게는 0.05∼5질량부이다.
상기 자외선 흡수제로는 예를 들면 2,4-디하이드록시벤조페논, 2-하이드록시-4-메톡시벤조페논, 2-하이드록시-4-옥톡시벤조페논, 5,5'-메틸렌비스(2-하이드록시-4-메톡시벤조페논) 등의 2-하이드록시벤조페논류; 2-(2'-하이드록시-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-하이드록시-3',5'-디-tert-부틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-하이드록시-3'-tert-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-하이드록시-5'-제3옥틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-하이드록시-3',5'-디쿠밀페닐)벤조트리아졸, 2,2'-메틸렌비스(4-제3옥틸-6-(벤조트리아졸릴)페놀), 2-(2'-하이드록시-3'-tert-부틸-5'-카르복시페닐)벤조트리아졸 등의 2-(2'-하이드록시페닐)벤조트리아졸류; 페닐살리실레이트, 레조르시놀모노벤조에이트, 2,4-디-tert-부틸페닐-3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시벤조에이트, 2,4-디제3아밀페닐-3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시벤조에이트, 헥사데실-3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시벤조에이트 등의 벤조에이트류; 2-에틸-2'-에톡시옥자닐리드, 2-에톡시-4'-도데실옥자닐리드 등의 치환 옥자닐리드류; 에틸-α-시아노-β, β-디페닐아크릴레이트, 메틸-2-시아노-3-메틸-3-(p-메톡시페닐)아크릴레이트 등의 시아노아크릴레이트류; 2-(2-하이드록시-4-옥톡시페닐)-4,6-비스(2,4-디-tert-부틸페닐)-s-트리아진, 2-(2-하이드록시-4-메톡시페닐)-4,6-디페닐-s-트리아진, 2-(2-하이드록시-4-프로폭시-5-메틸페닐)-4,6-비스(2,4-디-tert-부틸페닐)-s-트리아진 등의 트리아릴트리아진류를 들 수 있다.
상기 자외선 흡수제의 함유량은, 합성수지 100질량부에 대해 바람직하게는 0.001∼30질량부, 보다 바람직하게는 0.05∼10질량부이다.
상기 힌더드아민계 광안정제로는 예를 들면 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜스테아레이트, 1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜스테아레이트, 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜벤조에이트, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트, 비스(1,2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트, 비스(1-옥톡시-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트, 테트라키스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)-1,2,3,4-부탄테트라카르복시레이트, 테트라키스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)-1,2,3,4-부탄테트라카르복시레이트, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)·디(트리데실)-1,2,3,4-부탄테트라카르복시레이트, 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)·디(트리데실)-1,2,3,4-부탄테트라카르복시레이트, 비스(1,2,2,4,4-펜타메틸-4-피페리딜)-2-부틸-2-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시벤질)말로네이트, 1-(2-하이드록시에틸)-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디놀/숙신산디에틸 중축합물, 1,6-비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜아미노)헥산/2,4-디클로로-6-모르폴리노-s-트리아진 중축합물, 1,6-비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜아미노)헥산/2,4-디클로로-6-제3옥틸아미노-s-트리아진 중축합물, 1,5,8,12-테트라키스[2,4-비스(N-부틸-N-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)아미노)-s-트리아진-6-일]-1,5,8,12-테트라아자도데칸, 1,5,8,12-테트라키스[2,4-비스(N-부틸-N-(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)아미노)-s-트리아진-6-일]-1,5,8-12-테트라아자도데칸, 1,6,11-트리스[2,4-비스(N-부틸-N-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)아미노)-s-트리아진-6-일]아미노운데칸, 1,6,11-트리스[2,4-비스(N-부틸-N-(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)아미노)-s-트리아진-6-일]아미노운데칸 등의 힌더드아민 화합물을 들 수 있다.
상기 힌더드아민계 광안정제의 함유량은, 합성수지 100질량부에 대해 바람직하게는 0.001∼30질량부, 보다 바람직하게는 0.05∼10질량부이다.
또한 본 발명의 근적외선 흡수성 합성수지 조성물에는 필요에 따라 p-tert-부틸 안식향산 알루미늄, 방향족 인산 에스테르 금속염, 디벤질리덴소르비톨류 등의 조핵제(nucleating agent), 대전 방지제, 금속 비누, 하이드로탈사이트, 트리아진환 함유 화합물, 금속 수산화물, 인산에스테르계 난연제, 축합 인산에스테르계 난연제, 포스페이트계 난연제, 무기인계 난연제, (폴리)인산염계 난연제, 할로겐계 난연제, 실리콘계 난연제, 3산화 안티몬 등의 산화 안티몬, 기타 무기계 난연 조제, 기타 유기계 난연 조제, 충전제, 안료, 활제, 발포제 등의 합성수지에 통상 배합되는 첨가제를 첨가해도 된다.
상기 트리아진환 함유 화합물로는 예를 들면 멜라민, 암메린(ammeline), 벤즈구아나민, 아세토구아나민, 프탈로디구아나민, 멜라민시아누레이트, 피로인산 멜라민, 부틸렌디구아나민, 노르보르넨디구아나민, 메틸렌디구아나민, 에틸렌디멜라민, 트리메틸렌디멜라민, 테트라메틸렌디멜라민, 헥사메틸렌디멜라민, 1,3-헥실렌디멜라민 등을 들 수 있다.
상기 금속 수산화물로는, 예를 들면 수산화 마그네슘, 수산화 알루미늄, 수산화 칼슘, 수산화 바륨, 수산화 아연, 키스마(KISUMA) 5A(수산화 마그네슘: 쿄와카가쿠코교(주) 제품) 등을 들 수 있다.
상기 인산에스테르계 난연제로는, 예를 들면 트리메틸포스페이트, 트리에틸포스페이트, 트리부틸포스페이트, 트리부톡시에틸포스페이트, 트리스클로로에틸포스페이트, 트리스디클로로프로필포스페이트, 트리페닐포스페이트, 트리크레질포스페이트, 크레질디페닐포스페이트, 트리크실레닐포스페이트, 옥틸디페닐포스페이트, 크실레닐디페닐포스페이트, 트리스이소프로필페닐포스페이트, 2-에틸헥실디페닐포스페이트, t-부틸페닐디페닐포스페이트, 비스-(t-부틸페닐)페닐포스페이트, 트리스-(t-부틸페닐)포스페이트, 이소프로필페닐디페닐포스페이트, 비스-(이소프로필페닐)디페닐포스페이트, 트리스-(이소프로필페닐)포스페이트 등을 들 수 있다.
상기 축합 인산에스테르계 난연제로는, 예를 들면 1,3-페닐렌비스(디페닐포스페이트), 1,3-페닐렌비스(디크실레닐포스페이트), 비스페놀A 비스(디페닐포스페이트) 등을 들 수 있다.
상기 (폴리)인산염계 난연제로는, 예를 들면 폴리인산 암모늄, 폴리인산 멜라민, 폴리인산 피페라진, 피로인산 멜라민, 피로인산 피페라진 등의 (폴리)인산의 암모늄염이나 아민염을 들 수 있다.
상기 기타 무기계 난연 조제로는, 예를 들면 산화 티탄, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 하이드로탈사이트, 탈크, 몬모릴로나이트 등의 무기 화합물 및 그 표면 처리품을 들 수 있고, 시판품으로는 예를 들면 TIPAQUE R-680(산화 티탄: 이시하라산교(주) 제품), 쿄와마그(KYOWAMAG) 150(산화 마그네슘: 쿄와카가쿠코교(주) 제품), DHT-4A(하이드로탈사이트: 쿄와카가쿠코교(주) 제품), 알카마이저 4(아연 변성 하이드로탈사이트: 쿄와카가쿠코교(주) 제품) 등을 들 수 있다.
상기 기타 유기계 난연 조제로는 예를 들면 펜타에리스리톨을 들 수 있다.
그 밖에, 본 발명의 근적외선 흡수성 합성수지 조성물에는 필요에 따라 통상 합성수지에 사용되는 첨가제, 예를 들면 가교제, 방담제(antifogging agent), 플레이트 아웃(plate-out) 방지제, 표면 처리제, 가소제, 활제, 난연제, 방담제, 형광제, 곰팡이 방지제, 살균제, 발포제, 금속 불활성제, 이형제, 안료, 가공 조제, 산화 방지제, 광안정제 등을 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위에서 배합할 수 있다.
본 발명의 근적외선 흡수성 합성수지 조성물에 상기 일반식(1)로 표시되는 붕소 화합물 및 상기 합성수지 이외의 임의의 첨가제를 배합할 경우, 그 사용량은 첨가제의 종류 등에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 본 발명의 효과를 손상하지 않는 관점에서, 바람직하게는 합성수지 100질량부에 대해 합계로 20질량부 이하로 한다.
본 발명의 근적외선 흡수성 합성수지 조성물은 성형함으로써 근적외선 흡수재로서의 성형체로 할 수 있다. 성형방법은 특별히 한정되는 것은 아니며, 압출 가공, 캘린더 가공, 사출 성형, 롤, 압축 성형, 블로우 성형 등을 들 수 있고, 수지판, 시트, 필름, 섬유, 이형품(異形品) 등 다양한 형상의 성형품을 제조할 수 있다.
또, 본 발명의 근적외선 흡수성 합성수지 조성물을 각종 용제에 용해하여 캐스트 필름을 제작함으로써, 근적외선 흡수재로서 근적외선 흡수 필름을 제작할 수 있다.
본 발명의 근적외선 흡수성 합성수지 조성물에 의해 얻어지는 근적외선 흡수재는 근적외선 흡수능이 우수하다.
본 발명의 근적외선 흡수성 합성수지 조성물 및 근적외선 흡수재는 광 카드(optical card), 유기 광 도전체, 레이저 열전사 기록재료, 레이저 감열(感熱) 기록재료, 레이저 다이렉트 제판용(製版用) 재료 등의 광정보 기록재료; 플라즈마 디스플레이용 필터, 박형 디스플레이용 광학 필터, 광반도체 소자용 광학 필터 등의 근적외선 흡수를 목적으로 한 각종 광학 필터; 열선 차폐재, 열선 차폐 필름, 열선 차폐 수지 유리; 보온 축열 섬유; 보호 안경, 농업용 필름, 자동차 내외장재, 시트, 기타 각종 수지 성형체; 시크릿 잉크(secret ink), 코팅재 등의 근적외선 흡수능(열선 흡수능)이 필요로 되는 각종 용도로 사용할 수 있다.
실시예
이하에 본 발명을 실시예 등에 의해 더 구체적으로 설명한다. 또한, 이하의 실시예 등에서 % 및 ppm은 특별히 기재가 없는 한 질량 기준이다.
[합성예 1] 화합물 No.1의 합성
100ml 4구 플라스크에 아닐린 0.6ml(6.6mmol), 브로모벤젠 40ml 및 디아자비시클로옥탄 2.1g(19mmol)을 첨가하고, 아르곤 중에서 교반했다. 그 후, 사염화티탄의 1mol/l 톨루엔 용액 4.8ml(4.8mmol)을 적하했다. 적하 종료 후, 인디고 0.55g(2.1mmol)을 첨가하여 10시간 환류 상태에서 반응시켰다. 반응 종료 후, 아세톤을 첨가하여 여과하고, 여과액을 농축해서 녹색 분말을 얻었다. 이를 디클로로메탄 및 물로 유수분리(油水分離)를 실시하고 유기상(organic phase)을 농축함으로써, 감색 분말의 하기 구조의 중간체-1을 0.5g 얻었다(수율 58%).
얻어진 중간체-1을 0.2g(0.5mmol), 디페닐보린산 2-아미노에틸 0.24g(1.05mmol), 사염화 티탄 0.38g(0.38mmol) 및 톨루엔 50ml을 3구 플라스크 중에서 질소 분위기 하에 2시간 가열 환류했다. 실온에 냉각 후, 메탄올을 첨가하여 여과에 의해 감색 결정 분말 0.1g을 얻었다.
얻어진 감색 결정 분말에 대해 FT-IR 측정 및 1H-NMR 측정을 실시했다. FT-IR 측정에 의한 분석 결과를 하기에 나타내고, 1H-NMR 측정에 의한 분석 결과를 [도 1]에 나타낸다. 이들의 측정 결과에 의해 얻어진 분말은, 하기 구조식의 화합물 No.1로 동정(同定)되었다.
FT-IR 측정 결과(cm-1)
3448, 1685, 1639, 1608, 1577, 1531, 1492, 1473, 1454, 1431, 1381, 1330, 1300, 1207, 1126, 1072, 1022, 983, 864, 744, 694
또, 얻어진 화합물 No.1의 아세톤 용액(농도 8mw%)의 흡수 스펙트럼을 측정하였다. 측정은 니혼분코 가부시키가이샤 제품 V-670으로 실시했다. 흡수 스펙트럼을 [도 2]에 나타낸다. 최대 흡수 파장은 798㎚이고, 몰 흡광계수 ε=1.8×104mol-1cm-1이었다.
[실시예 2] 근적외선 흡수성 합성수지 조성물 및 근적외선 흡수재의 제조
100ml 메스 플라스크에 폴리카보네이트(유피론 S-3000F(미츠비시 엔지니어링 플라스틱 가부시키가이샤 제품)) 1.25g, 실시예 1에서 얻어진 화합물 No.1의 12.5mg 및 디클로로메탄을 넣고 충분히 용해시킨 후, 100ml까지 매스업하여 근적외선 흡수성 합성수지 조성물 용액을 얻었다. 이 용액 10ml를 샬레에 넣고 천천히 건조시킴으로써, 근적외선 흡수재인 폴리카보네이트 근적외선 흡수 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 두께는 90㎛이었다. 또 얻어진 폴리카보네이트 근적외선 흡수 필름의 흡수 스펙트럼을 측정했다. 측정은 니혼분코 가부시키가이샤 제품 V-670으로 실시했다. 흡수 스펙트럼을 [도 3]에 나타낸다. 얻어진 필름의 최대 흡수 파장은 814㎚이고, 화합물 No.1로 환산한 몰 흡광계수 ε=1.6×104Mol-1cm-1인 점에서, 이 필름이 근적외선 영역에 양호한 흡수를 나타내는 것이 확인되었다.
[실시예 3] 근적외선 흡수성 합성수지 조성물 및 근적외선 흡수재의 제조
폴리카보네이트 대신에 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 사용하고, 필름의 두께를 30㎛로 한 것 외에는 실시예 2와 동일하게 해서 근적외선 흡수재인 PMMA 근적외선 흡수 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 최대 흡수 파장은 813㎚이고, 화합물 No.1로 환산한 몰 흡광계수 ε=1.6×104Mol-1cm-1인 점에서, 이 필름이 근적외선 영역에 양호한 흡수를 나타내는 것이 확인되었다.
[평가예 1]
실시예 2 및 3에서 얻어진 근적외선 흡수 필름의 Haze값(투명성)을 JIS K7105에 준거하여 측정했다. 화합물 No.1을 사용하지 않은 것 외에는 실시예 2와 동일하게 해서 제작한 폴리카보네이트 필름(비교예 1) 및 화합물 No.1을 사용하지 않은 것 외에는 실시예 3과 동일하게 해서 제작한 PMMA 필름(비교예 2)에 대해서도 측정했다. 측정 결과를 [표 1]에 나타낸다.
| 실시예 2 | 비교예 1 | 실시예 3 | 비교예 2 | |
| 시험 화합물 | 화합물 No.1 | 없음 | 화합물 No.1 | 없음 |
| 투명성 Haze값(%) |
1.5 | 1.1 | 1.5 | 1.2 |
상기 [표 1]의 결과로부터, 본 발명의 붕소 화합물은 합성수지의 투명성을 손상하지 않고, 수지 본래의 색에 영향을 미치지 않는 것이 확인되었다.
Claims (4)
- 하기 일반식(1)로 표시되는 붕소 화합물.
(식 중, R1∼R16은 서로 동일해도 되고 달라도 되며, 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소원자수 1∼20의 알킬기, 또는 탄소원자수 1∼20의 알콕시기를 나타내고, R1∼R16으로 표시되는 기 중 이웃하는 2개의 기는, 연결해서 각각이 결합하는 탄소원자와 함께 5원환 또는 6원환을 형성해도 된다.) - 제1항에 기재된 붕소 화합물을 함유하는 근적외선 흡수제.
- 제1항에 기재된 붕소 화합물을 함유하는 근적외선 흡수성 합성수지 조성물.
- 제3항에 기재된 근적외선 흡수성 합성수지 조성물로 이루어지는 근적외선 흡수재.
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